微粒子の異方性を活用した新規ゲル微粒子集積システムの開発
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20J21790
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
本田 健士郎 信州大学, 総合医理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | ゲル微粒子 / 複合材料 / 異方性 / 自己組織化 / コロイド粒子 / ハイドロゲル / 気水界面 |
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| Outline of Research at the Start |
楕円形状を有するハイドロゲル微粒子の構造制御を通じて、気水界面における異方性ゲル微粒子の自己組織化システムを開発する。
微粒子合成に必要な楕円コアの収量が極めて低いことが、微粒子集積の課題となっていた。そこで、コアの高収量化と、ゲル微粒子形状を制御する重合条件を調査する。微粒子のアスペクト比と界面上に吸着した微粒子間に働く引力相互作用の強さの関係を明らかにすることで、微粒子間の引力／斥力を制御した集積／分散を可逆的に切り替え可能な集積システムを提案する。最終的には、自己組織化に電場を組み合わせることで、一種類の微粒子で複数の集積体を形成するゲル微粒子集積システムを確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目標としてゲル微粒子に固体成分を複合化することにより、異方性を活用した微粒子の自己組織化システムを構築することが挙げられる。そのため、本研究では異方性を有する固体微粒子存在下で実施する沈殿重合により新規複合微粒子を開発し、微粒子集積システムを提案することを検討した。
始めに、既往研究として報告した楕円状ゲル微粒子の合成において最大の課題点であった、楕円状ポリスチレン微粒子の高収量化の方法を模索した。従来は、熱可塑性のPVAフィルム内にポリスチレン微粒子を包埋し、得られた微粒子フィルムに熱処理を加え延伸する手法を用いていた。本研究の提案としてエレクトロスピニング法を活用し、楕円状ポリスチレン微粒子の収量を向上させることを検討したが、従来法のように微粒子の形状を揃えることが困難であった。そのため、微粒子の高収量化においては、膜延伸法のスケールを改善することが妥当であると考えられる。
次に、固体微粒子に対しゲル成分を複合化する過程において複合構造の制御を試みた。従来の複合化手法では、固体微粒子に対し導入できるゲル成分に限界があることが経験的に知られていた。そこで、ゲルシェル成分のモノマーの添加方法に工夫をすることで、導入できるゲル成分の量（シェル厚）が変わる事が明らかになったため、コアシェル比などを制御することが可能な知見を得た。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
